Etude statistique des précipitations de la station de Guemar (Période 1976-2006)

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CADRE GEOLOGIQUE DE LA REGION DE OUED SOUF :

La géologie est un moyen d’investigation très utile en hydrogéologie car elle permet la détermination des horizons susceptibles d’être aquifères.
Le sous-sol de la région étant sableux et assurant l’infiltration et la circulation souterraines des eaux, est essentiellement représenté par des formations sablo-gréseuses du continental intercalaire, et des accumulations sableuses fluvio-lacustres de tertiaire continental.
Sur l’ensemble de la région d’El-Oued, les formations miopliocènes sont recouvertes par une considérable épaisseur de dépôts quaternaires résentésp sous forme de dunes donnant naissance à un immense erg qui lui-même fait partiede l’extension du grand erg oriental.

STRATIGRAPHIE REGIONALE :

D’après (Cornet 1964, Bel 1968) et les coupes de sondages établies à partir des forages, les profondeurs des étages varient d’une région à l’autre.
Sur la base des logs de forage de l’Albien faite par l’ANRH (1993) sur la région de Oued-Souf, nous citons les principales strates repéréesdans cette région, en allant de la plus ancienne vers le plus récente (Fig.I.3: Log de forage F1 del’Albien):

Formation de l’ère Secondaire :

o Le Barrémien :
Cet étage est capté par tous les forages du continental intercalaire réalisés dans cette région; il présente une lithologie d’alternance degrès avec passages d’argiles et parfois des intercalations de calcaire dolomitique, on rencontre également des sables avec présence de silex. L’épaisseur moyenne de cet étage est de l’ordre de200 à 230 mètres.
o L’Aptien :
Comme le Barrémien, ce dernier est constitué principalement par des formations dolomitiques, marneuses et marno-calcaires. D’aprèsles coupes géologiques des forages réalisés dans la région, l’Aptien est le seul étage dont l’épaisseur ne dépasse pas les 30 mètres.
o L’Albien :
Cet étage est constitué par une alternance de marnes, de grès de sables et par des calcaires avec passages de silex et d’argile.
La limite inférieure est constituée par le toit dela barre aptienne, alors que sa limite supérieure se caractérise par l’apparition des faciès argilo carbonatés. D’après les coupes de sondages des forages Albien, l’épaisseur de cet étage varie de 100 à 150 mètres; dans d’autres endroits elle peut atteindre 200 mètres.
o Le Vraconien :
C’est en fait, une zone de transition entre l’Albien sableux et le Cénomanien argilo carbonaté. Cet étage est constitué principalement ‘uned alternance irrégulière de niveaux argilo dolomitiques. On montre aussi des argiles sableuses et de rares passées de grés à ciment calcaire.
Dans la zone d’étude, l’épaisseur de cetétage varie entre 250 et 300 mètres. En raison de l’importance de ses niveaux argileux, il constitue une importante couverture de l’Albien.
o Le Cénomanien :
Tous les forages réalisés dans cette région ont montré que cet étage est constitué par une alternance de dolomies, de calcaires dolomitiques, de marnes dolomitiques, d’argiles et d’anhydrites. Cet étage joue le rôle d’un écran imperméable.
Quant aux limites de cet étage, on peutdire que la limite inférieure est caractérisée par l’apparition d’évaporites et de dolomies qui la distingue nettement, la limite supérieure caractérisée par l’apparition d’évaporites et de lcaires correspondants à la limite inférieure du Turonien.
o Le Turonien :
Cet étage représente la base du complexe terminale. Il est généralement carbonaté et constitué par des calcaires dolomitiques et des dolomies micro cristallines compactes avec des intercalations de calcaires Turoniens et parfois de marnes.
Les forages de la région montrent clairement que son épaisseur varie d’un endroit à un autre, elle dépasse parfois 650 mètres.
o Le Sénonien :
La plupart des études géologiques effectuées à travers le Sahara algérien montrent que le Sénonien est formé de deux ensembles très différents du point de vue faciès : l’un correspond au Sénonien lagunaire situé à la base et l’autre au Sénonien carbonaté au sommet.

TECTONIQUE :

La zone d’étude fait partie du bassin sédimentairedu Sahara septentrional dont l’extension couvre une superficie de 780 000 km2. Ce bassin, vaste zone d’épandage, constitue une importante dépression topographique, laquelle est ous- tendue par une cuvette structurale en forme de synclinal dissymétrique. La série sédimentaire est marquée, au centre de la fosse, par d’importants accidents tectoniques sub-verticaux.
La série sédimentaire lagunaire recouvrant la plate-forme crétacé forme un vaste synclinal dont le fond a un très grand rayon de courbure. Les courbes sédimentaires semblent s’épaissir du Nord d’El Oued vers le centre de cette dépression, ce qui montre que l’approfondissement suit de près la sédimentation. Donc si nous désirons retracer l’évènement paléogéographique du Souf, il faut noter qu’au cours de la jeunesse de l’immense dépression au début du Quaternaire et sous l’effet de la sédimentation, le centre de celle-ci (dépression) se déplace en fonction du temps vers le Nord tout en donnant naissance à des nouvelles dépressions correspondant actuellement à la zone des chotts, où leur naissance ne s’est effectuée qu’à la fin du Quaternaire.
Ces caractéristiques ont favorisé la formation dansle Souf et dans tout le bas Sahara de plusieurs formations aquifères à comportement hydrodynamique variable en fonction de leurs faciès.
L’aquifère Quaternaire du Souf présente une épaisseur moyenne de 40 mètres. Son substratum est structuré en de nombreuses dépressions, dômes et sillons. Il affleure au Nord-Ouest de la région de Foulia et se situe à moins de 10 mètres de profondeur aux extrémités Nord-Est de la région d’étude. La série sédimentaire unairelag recouvrant la plate-forme crétacée forme un vaste synclinal dont le fond est doté d’un trèsgrand rayon de courbure.

RELIEF :

Le relief de la ville d’El Oued est caractérisé parl’existence de trois principales formes :
• Une région sableuse : qui se présente sous un double aspect ; l’Erg et le Sahara.
• Une forme de plateaux rocheux : qui s’étend vers le Sud avec une alternance de dunes et de crêtes rocheuses.
• Une zone de dépression : caractérisée par la présence d’une multitude de chotts qui plongent vers l’Est.
Il est à signaler que l’altitude diminue du Sud ver s le Nord et de l’Ouest vers l’Est pour devenir négative au niveau des chotts.

Diagramme pluviothermique :

En se basant sur les données des précipitations et des températures mensuelles sur la même période d’observation, on peut établir la courbe pluviothermique dont le but est de déterminer la période sèche et celle humide.
Un mois sec est celui où le total moyen des précipitations (mm) est inférieur ou égale au double de la température moyenne (°C) du même mois.Cette relation permet d’établir un diagramme pluviothermique sur lequel les températures sont portées à une échelle double des précipitations (in Baygnons).
Lorsque les températures passent au dessus de la courbe des précipitations, la période correspondante est déficitaire en eau ; et lorsque la courbe des précipitations passe au dessus de celle des températures, la période correspondante ste humide.
A partir de ce diagramme, on constate que l’année hydrologique de la région d’étude est caractérisée uniquement par une période sèche etabsencel’ total de la période humide, même pour le mois de janvier qui est marqué par la température la plus basse (10.67 °C) et la précipitation la plus élevé (14.65 mm).
La détermination de cette période a une importanceprimordiale pour les besoins en eau d’irrigation.

ETUDE QUANTITATIVE DES RESSOURCES HYDRIQUES DE LA REGION

Diagnostic des ressources hydriques :

La vallée de Oued Souf dispose d’une réserve hydraulique très importante, présente sous forme de trois nappes souterraines :

La nappe phréatique :

La nappe phréatique est comprise dans des dépôts sableux fins de type éolien, localement intercalés de lentilles d’argiles sableuses et gypseuses. Elle est limitée par un substratum argileux imperméable.
Le substratum de la nappe a une pente Sud-Ouest/Nord-Est, ce qui traduit par un écoulement des eaux dans ce sens, à travers les sables des atterrissements tertiaires et quaternaires.

Etude quantitative et qualitative des ressources en eaux

L’exploitation de la nappe phréatique est délicateà cause de sa faible profondeur qui dépend de l’altitude qui varie de façon étonnante.La perméabilité avoisine les 10 m/s et le débit varie de 0.4 à 18 l/s. Elle est exploitée par 1040 puits équipés de groupes motopompes (d’après DHW repris de M. Côte 2001).
L’aquifère quaternaire du Souf présente une épaisseur moyenne de 40 mètres. Son substratum est structuré en de nombreuses dépressions, dômes et sillons. Il affleure au Nord-Ouest de la région de Foulia et se situe à moins de 10 mètres de profondeur aux extrémités Nord-Est de la région d’étude.
La nappe phréatique, à l’origine des palmeraies, était alimentée initialement par les rares et faibles précipitations qui tombent dans la région et surtout par infiltration des précipitations plus abondantes qui tombent sur les reliefs bordant la cuvette, à des distances de l’ordre de 200 à 500 km. Depuis 1956, date d’exploitation des nappes profondes (CT et CI), la nappe phréatique est alimentée par tous les rejets et infiltrationsdes eaux pour l’AEP et l’irrigation.

La nappe du Complexe Terminal (le Pontien : CT) :

Les formations du Complexe Terminal sont très hétérogènes. Elles englobent les assises perméables du Sénonien calcaire et du Mio-Pliocène(Fig.I.3: Forage F1). En effet, il est possible d’y distinguer trois corps aquifères principaux, séparés localement par des horizons semi-perméables ou imperméables. Ces trois corps sont représentés par les calcaires et dolomies du Sénonien et de l’Eocène inférieur, par les sables,grès et graviers du Pontien, et par les sables du Mio-Pliocène.
La profondeur du Complexe Terminal est comprise entre 100 et 600 mètres et sa puissance moyenne est de l’ordre de 300 m. Elle est exploitée par 129 forages, dans toute la Wilaya dont 102 dans la zone d’étude d’après l’inventaire de forages et enquête sur les débits extrait de la Wilaya d’El Oued (B.G 2002). Certains d’entre eux présentent un léger artésianisme dans la partie Nord. (Coordonnées et débits des forages au CT de la vallée du Oued-Souf en annexe)

La nappe du Continental Intercalaire (CI) :

La formation du Continental Intercalaire est représentée par des dépôts continentaux sablo-gréseux et sablo-argileux du Crétacé Inférieu.C’est un système aquifère multicouches dont la profondeur atteint localement 2000 mètres et dont la puissance varie entre 200 et 400 m.
Elle est exploitée par trois forages artésiens, d’une profondeur de 1850 m. La pression en tête de forage est de 22 à 23 bars et le débit artésien de222 l/s.
La recharge actuelle de la nappe du Continental Intercalaire s’effectue par infiltration des précipitations sur les bordures du bassin, tout au long des oueds qui descendent des massifs montagneux, notamment de l’Atlas saharien au Nord-Ouest et du Dahar à l’Est.
Des ruissellements en bordure de plateaux peuvent également participer à l’alimentation de la nappe sur le bord du Tademaït et du Tinrhert. La température et la pression des eaux sont élevées, elles sont estimées respectivement à 60° te 26 bars à la sortie du forage.
L’extension géographique de la formation aquifère dépasse beaucoup, en effet, la dépression du bas Sahara, elle dépasse 600 000 km (CASTANY 1968). Elle est limitée à l’Ouest par la vallée de oued Saoura-Messaoud, au Sud par une ligne Est-Ouest de Reggan-Fort-Flatters, au Nord par la chaîne de l’atlas, vers l’ Est elle dépasse les frontières de l’Algérie et s’étend dans le Sud tunisien et le Nord libyen. La formation affleure largement au Nord, dans les régions montagneuses de l’atlas et au Sud-Ouest autour de Tadmait, d’El-Goléa et à l’Est de Ain–Salah.
Bien qu’il s’agisse d’une eau principalement fossi le, emmagasinée au cours des périodes pluvieuses du quaternaire, l’alimentation se poursuit encore dans les zones d’affleurement : Atlas saharien, Grand Erg Occidental.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I: Généralités et état de connaissance
I. APERÇU HISTORIQUE SUR LA REGION D’OUED-SOUF
II. SITUATION GEOGRAPHIQUE DE L’AIRE D’ETUDE
III. CADRE GEOLOGIQUE DE LA REGION DE OUED SOUF
III.1. STRATIGRAPHIE REGIONALE
III.1.1. Formation de l’ère Secondaire
III.1.2. Formations de l’ère Tertiaire
III.1.3. Formations du Quaternaire
III.2. GEOMORPHOLOGIE
III.3. INTERPRETATION DES COUPES
III.4. TECTONIQUE
III.5. RELIEF
IV. CONCLUSION
Chapitre II: Etude climatologique
I. INTRODUCTION
II. ETUDE DES PARAMETRES CLIMATIQUES
II.1. La pluviométrie
II.2. La température
II.3. Synthèse climatique
II.3.1. Diagramme pluviothermique
II.3.2. Climagramme d’Emberger
II.3.3. Indice d’aridité
II.4. Etude statistique des précipitations de la station de Guemar (Période 1976-2006)
a. Paramètres statistiques de la série pluviométrique
b. Recherche de la loi statistique d’ajustement
b.1. Ajustement suivant la loi normale (loi de Gauss)
b.2. Ajustement suivant la loi log-normal (loi de Galton)
c. Discussion des résultats
II.5. L’humidité
II.6. Le vent
II.7. L’insolation
III. CALCUL DES PARAMETRES DE BILAN HYDRIQUE
III.1. Evapotranspiration
a. L’évapotranspiration potentielle (ETP)
b. l’évapotranspiration réelle (ETR)
a.1. Méthode de Thorntwaite
b.2. Formule de Turc
III.2. Estimation de la réserve facilement utilisable (RFU)
III.3. Ruissellement (R)
IV. Etablissement du bilan
V. CONCLUSION
Chapitre III: Etude quantitative et qualitative des ressources en eaux
I. INTRODUCTION
II.ETUDE QUANTITATIVE DES RESSOURCES HYDRIQUES DE LA REGION
II.1. Diagnostic des ressources hydriques
II.1.1. La nappe phréatique
II.1.2. La nappe du Complexe Terminal (le Pontien : CT)
II.1.3. La nappe du continental intercalaire (CI)
II.2. Au fil du temps…l’apparition du problème de la remontée des eaux de la nappe
III. ETUDE QUALITATIVE DES RESSOURCES EN EAUX
III.1. Interprétation des résultats des analyses chimiques
III.1.1. Identification des faciès chimiques des eaux
a- Diagramme de Piper
b- Répartition des faciès
III.1.2. Origine du chimisme des eaux
a- Le couple SO4 –Cl
b- Le couple Na-C l
c- Le couple Ca-Na
d- Le couple Ca –SO4
e- Le couple Na-SO4
III.2. Caractéristiques physico-chimiques des eaux
III.2.1. Température
III.2.2. Degré Hydrotimétriques (D.H)
III.2.3. Le pH
III.2.4. Conductivité
III.3. Répartition du taux des nitrates en avril 2002
III.4. Potabilité des eaux de la nappe phréatique
III.5. L’Aptitude des eaux de la nappe phréatique à l’irrigation
a. En utilisant la conductivité (risque de salinité)
b. En utilisant la méthode de Richards
IV. CONCLUSION
Chapitre IV: Caractéristiques hydrogéologiques
I. INTRODUCTION
II. INTERPRETATION DE LA CARTE PIEZOMETRIQUE DE LA NAPPE PHREATIQUE
III. CARTE DE SUBSTRATUM
IV. LES ESSAIS DE POMPAGE
1. Débits spécifiques
2. La transmissivité
3. La perméabilité
4. Perméabilités verticales Kv et rapports des perméabilités horizontales / verticales – Kh/Kv
5. Porosités efficaces ne
V. CONCLUSION
Chapitre V: Gestion intégrée des ressources en eaux
I. INTRODUCTION
II. SCENARIO TENDANCIEL
II.1. ANALYSE DES CAUSES DIRECTES GENERANT LE PROBLEME
a. La croissance démographique
b. L’urbanisation
c. Développement agricole
d. Exploitation des nappes profondes
e. Les systèmes d’assainissement utilisés
e.1. le réseau d’assainissement
e.2. le rejet des eaux usées
e.3. les systèmes traditionnels (fosses septiques)
II.2. LES CONSEQUENCES
II.2.1. Impact sur les oasis et l’activité agricole
II.2.2. Impact sur l’environnement et l’activité touristique
II.2.3. Impact sur le secteur sanitaire
II.3. INTERACTIONS ENTRE CES DIFFERENTS SECTEURS
III. CONFRONTATION RESSOURCES – BESOINS EN EAUX
III.1. LES DIFFERENTS USAGES DE L’EAU
a. L’alimentation en eau potable (AEP)
b. Les usages agricoles de l’eau (AEA)
c. Utilisation industrielle de l’eau (AEI)
III.2. RESSEMBLANCE DES DONNEES RESSOURCES / BESOINS
III.3. PREVISIONS
a. Scénario 01 (Horizon 2010)
b. Scénario 02 (Horizon 2025)
c. Scénario 03 (Horizon 2040)
d. Discussion des résultats obtenus
III. LA NECESSITE DE FAIRE APPEL À UNE NOUVELLE STRATEGIE DE GESTION POUR LA LUTTE CONTRE LA REMONTEE DES EAUX
III.1. LES PREMIERS PAS… VERS UNE GESTION RATIONNELLE DES RESSOURCES EN EAUX
III.2. LA GIRE… NOUVELLE VISION VIA LE PROBLEME
III.2.1. DIAGNOSTIC DU PROBLEME ET ESTIMATION DE BILAN
a. Le bilan d’eau
b. Quantités d’eau à drainer
III.2.2. PLANIFICATION D’UN MEGA-PROJET A DIVERS ASPECTS
a. Schéma de drainage
b. Schéma d’assainissement
III.2.3. DETERMINATION DES OBJECTIFS ATTENDUS DE LA NOUVELLE POLITIQUE DE GESTION
a. Rabattre ou stabiliser le niveau de la nappe
b. Réutilisation agricole des eaux drainées
c. Augmentation du pouvoir épurateur du sol
d. Maintient écologique et sanitaire du site de rejets
III.2.4. MODELISATION ET PREVISION DES SCENARIOS POSSIBLES
a. Résultats de la simulation pour 2030 avec drainage
b. Résultats de la simulation pour 2030 sans drainage
III.2.5. EVALUATION DES COUTS DU PROJET
a. Coûts d’investissement
b. Coûts d’exploitation des forages
c. Amortissement des pompes et des appareillages
VI. CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
Références bibliographies

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